Effect of seismic fault slip on a charge trapping center in quartz

石英の電子捕獲に対する地震断層スリップの影響

田中 桐葉*; 武藤 潤*; 高橋 美紀*; Jayawickrama, E. G.*; 佐々木 理*; 岡 壽崇   ; 長濱 裕幸*

Tanaka, Kiriha*; Muto, Jun*; Takahashi, Miki*; Jayawickrama, E. G.*; Sasaki, Osamu*; Oka, Toshitaka; Nagahama, Hiroyuki*

電子スピン共鳴(ESR)法を用いて、断層が最後に動いた年代を直接推定する手法(断層年代測定法)を開発している。本手法では、地震が起きていない期間に自然放射線によって生成した欠陥に捕捉された電子のESR信号が、断層のスリップによって消滅することを利用している。断層スリップによる消滅の詳細な条件やメカニズムの解明のため、高速摩擦実験を行ったところ、断層の不均質性に由来する地震性断層スリップによる結晶粒破壊やスリップ時の摩擦加熱が、複雑なESR信号の消滅の原因であると推察された。

A fault dating using electron spin resonance (ESR) is a developing direct method to estimate the age of the last fault movement. This method hypothesizes that natural radiation-induced ESR intensity, which is proportional to the concentration of charges trapped in defects accumulated in the interseismic period, is completely reset due to fracture, stress, and frictional heating by a seismic fault slip. We have performed high-velocity friction experiments under various normal stresses to investigate the possibility for the signal zeroing by seismic fault slips at various depths. We infer that the degrees of grain fracture and frictional heating associated with the seismic fault slip originating from fault heterogeneity yield the complicated zeroing mechanism of the ESR signal.